區塊鏈技術在高校教學管理中的應用

張潤

摘 要： 改革開放新時期，高校教學管理面臨一些新情況，如內部部門眾多，多條線管理，溝通效率有待提高，對學生信息掌握不夠充分，不利于培養合格畢業生;教育資源利用率低等。近年來，區塊鏈技術發展迅猛，并廣泛應用于眾多行業。鑒于區塊鏈具備的分布式對等結構、信息透明、不可篡改偽造、數據可追溯等技術特征，本文探討在高校教學管理中利用區塊鏈技術，全面掌握學生信息，為學校其他相關工作奠定良好基礎，實現校企合作，優化管理，提高效率。

關鍵詞： 區塊鏈技術;高校管理;教育改革

一、高校教學管理工作面臨的制約

近年來，中國改革開放不斷深入，經濟快速發展，社會經歷深刻變革，中國高等教育隨之步入快速發展階段，不僅院校數量不斷增長，辦學質量也穩步提高。新形勢下，不少高校積極探索，銳意創新，結合地方與自身情況，走出了富有特色的辦學之路，取得了一系列成果。

與此同時，遇到的一些困難與問題，成為制約發展的不利因素。

1.教學與行政分離，多條線管理，內部溝通成本高。

高校圍繞教書育人、向社會輸送人才這一核心任務和目標，按照教學與行政功能不同設置部門。既在各自職能分工范圍內獨立開展工作，又在功能交叉時相互配合，協作完成相關工作。為了提高工作效率，很多高校部署了辦公自動化系統（OA），還有針對單獨的事務上線單獨的工作系統。這些系統在一定程度上滿足了高校工作需求，提高了辦公效率。但仍然存在多系統并存以及系統間接口不統一、不能互通、難以共享基礎信息的問題。即使在OA系統內，往往也是某一功能模塊只針對特定條線或部門設計開發，僅能滿足條線功能。不同條線部門在系統中事實上是獨立分裂的。

2.對學生信息掌握不夠充分，不利于培養合格畢業生。

學生是高校的核心“產品”，學校的目標是在兩三年內，通過課堂教學、實踐操作、實地實習等多種方式和途徑，提高學生的基礎能力和業務能力，使學生畢業時具備滿足用人單位要求的素質與能力。為此，學校應掌握學生學習期間各個階段的情況。目前，學校對學生的掌握主要包括在檔記錄和教師對學生的了解。在檔記錄指學生在學校的紙質檔案和電子信息記錄，例如個人基礎信息、家庭情況、中小學檔案、在校各學期考試情況等。這些記錄分散在不同介質和系統中，往往不相互聯通。教師對學生的了解是指教師對學生的學習狀況、思想狀況、精神狀況等方面的了解與判斷，通常是教師的主觀行為，不記錄在檔?？梢哉J為，目前高校對學生的掌握是分散的、局部的、片面的，不利于全面精準了解學生情況，從而有針對性地解決學生面臨的問題;不利于全面了解教學中存在的問題，及時調整和完善教學計劃和方式;不利于用人單位客觀了解高校業生情況，可能對聘用、定崗、定薪等產生誤導，導致人力資源使用偏差與浪費。

3.教育資源利用率低。

高校的軟硬件資源通常只供本校師生員工使用，例如，教師只在本校從事教學工作，電子課程等信息資源只供本校學生學習使用。當面臨新的教學需求時，財務狀況較好的學校往往傾向于增設相關教學職能部門或崗位，而財務較為窘迫的學校則更傾向于挖掘現有教育資源潛力，從現有教師隊伍中選擇研究方向與能力相對接近該需求的教師擔任教學工作。前者需要占用大量財務、人力、場所等方面的資源，后者可能出現不能滿足教學需求、實現不了培養目標的狀況。

以上問題如不能順利解決，將對高校的發展形成制約。

二、區塊鏈技術簡介

1.區塊鏈技術概況。

中本聰于2008年發表論文，介紹了電子貨幣“比特幣”及其算法[1]。比特幣的核心技術是區塊鏈技術。2009年比特幣系統中的首個區塊產生，比特幣系統正式開始運行，自此，比特幣及區塊鏈技術吸引了世界范圍內技術及資本的目光，多個仿比特幣項目陸續上線，眾多基于區塊鏈技術的平臺、公司、組織誕生，區塊鏈技術如雨后春筍般遍布全球，掀起信息技術革新的浪潮，被廣泛應用于金融、醫療、公共服務與管理等眾多領域。

區塊鏈本質上是應用密碼學的記賬網絡系統，以分布式為主要特征，在區塊鏈系統中發生的所有交易都由網絡中的各個節點參與確認和維護，通過共識機制保證交易與信息的安全和有效，使用鏈式結構與Hash算法保證數據不可篡改，使用智能合約以拓展系統應用，通過時間戳、獎勵機制等方式確保系統在無須干預下實現可追溯和穩定運行。區塊鏈以技術手段解決了信任問題，極大程度上確保了系統信息的安全性，并以此為基本達到了提高系統工作效率的效果。

2.區塊鏈主要技術特征。

區塊鏈技術具有以下主要技術特征[2]：

（1）分布式網絡結構。區塊鏈系統包含多個節點，各節點間按照一定機制共同運作，共享資源。系統中數據的驗證、存儲、傳輸等過程都無須中心機構或第三方機構，所有節點之間無須依賴中心節點即可自由通信、共享和交換信息，數據存儲在所有節點上。

（2）信息透明。區塊鏈系統中各節點信息都可以在權限范圍內相互讀取，所有事務記錄都會傳輸到其他節點，信息傳遞遵循透明的共識機制和規則。區塊鏈系統整體上公開透明。

（3）不可篡改偽造。區塊鏈系統采用Hash算法和非對稱加密等技術對數據進行加密，又采用獎勵機制、共識機制等方式保證數據不可篡改偽造。

（4）數據可追溯。區塊鏈系統中的數據以鏈式結構儲存，前后區塊都以哈希值鏈接，保證數據可追溯。

3.區塊鏈核心技術要素[3]。

區塊鏈技術并非一種獨立的創新技術，而是由多個技術要素共同構成的，是一種技術設計和組合上的創新。核心技術要素主要包括：

（1）分布式網絡

區塊鏈系統采用對等網絡（P2P）進行組網，各節點既向系統提供資源，又可從系統中獲取資源，每個節點地位相同，擁有相同的網絡權力，所有節點間通過協議傳輸和交換信息，無須中心機制參與。

（2）加密機制

區塊鏈系統采用Hash算法存儲數據，保證了數據的安全性，數據一旦被加入系統中，就不能更改，或者必須達到系統中51%及以上節點的同意方可更改，從成本角度使得更改不可接受。區塊鏈系統還采用公鑰密碼算法對信息進行加密，如果沒有對應的私鑰，則無法解密，信息安全得到保證。

（3）共識機制

在分布式系統中，不設置傳統的處于支配指揮協調地位的機構，各節點地位對等，但須設置合適的制約和溝通機制，否則信息傳輸、交換可能出現問題。為此，區塊鏈系統引入共識機制解決這一問題，實現分布式系統中節點一致性目標。目前常見的共識機制包括：工作量證明（PoW， Proof of Work）、權益證明（PoS， Proof of Stake）、授權股權證明（DPoS， Delegated Proof of Stake）等[3]。

（4）智能合約

部署在區塊鏈系統中的智能合約是指能夠自動執行預設條款的自動化程序，可以實現系統中允許的動作和功能，包含傳遞信息、以系統token形式進行交易等。當智能合約約定的條件達到或環境產生時，將觸發并自動執行相應的合約條款，在執行過程中，任何參與方都無法阻礙智能合約的自動執行[3]。

三、應用區塊鏈技術解決高校教學管理中存在的問題

國家高度重視利用新興科學技術特別是信息技術促進教育發展。2018年4月，教育部印發了《教育信息化2.0行動計劃》[5]，2019年2月，中共中央、國務院印發了《中國教育現代化2035》[6]，顯示了國家推進教育信息化現代化的決心。區塊鏈技術是信息化的重要組成部分和重點發展方向?；趨^塊鏈技術的上述特性，為解決高校在教學和管理中遇到的問題，提高工作效率和精確度，可以適當采用區塊鏈技術，部署教學管理區塊鏈系統。該系統為統一的多功能系統，全面采集學校在教學與管理過程中產生的各項數據與信息，根據實際教學與管理部門劃分與職能分工，在系統中劃分為不同模塊，實現模塊間的信息共享與通信，實現各類事務處理功能。

1.全面掌握學生信息，為學校其他相關工作奠定良好的基礎。

除了學生的各類考評結果信息之外，還可以采用一定的標準和技術手段將學生在校期間的各類信息與數據數字化，并輸入區塊鏈系統中，包括課堂表現、性格特征、形象氣質、興趣特長、心理素質、學習進展、活動軌跡、社交范圍、實踐能力等。這些信息真實可靠，不能篡改，形成了該學生的全面畫像。根據這些信息，學校可以實時掌握學生的情況，有針對性地調整教學模式、方法、進度等，最大限度地發揚每一個學生的特長，補齊短板，提高學生的成材率。

2.實現校企合作，實時雙向反饋。

以往的校企合作，通常采用派遣學生實習、就業后問卷調查等形式，合作內容簡單，工作模式簡略。部署區塊鏈系統后，可以在重點合作用人單位部署節點，用人單位節點錄入經營財務信息、對人才的要求、往屆錄用人員工作狀況等信息，這些信息與教學管理信息，根據節點權限，分層分享。用人單位可以在權限范圍內實時了解在校學生的學習、素質能力、心理性格等各類情況，可以更加高效精準地選拔合適的人到用人單位工作。對于學校而言，一方面可以提前獲知各用人單位的用人需求，適時調整教學，提高學生的就業率。另一方面可以了解企業的情況，掌握就業市場狀況，有針對性地安排學生就業[4]（56-57）。

3.優化管理，打通渠道，提高效率。

教學管理區塊鏈系統將打破傳統條線隔閡，實現部門條線之間信息共享與交換，為管理層更加快捷高效準確地提供更為有價值的信息，極大地提高決策效率。各類行政事務、教學事務形成的資料將作為系統的基礎信息之一，由系統參與者在其權限內共同使用，部門之間的溝通更為通暢，校務處理效率得到提高。

另外，在教學管理區塊鏈系統中適當應用智能合約功能，可顯著提高辦公效率。例如可以開發學生期末綜合評價考核智能合約，將考核要素細分至每一個變量，并予以分級，變量通常包括課堂出勤情況、課堂問答情況、單元測驗情況、期中期末考試成績等分項，每一個分項在完成后即可錄入系統，將所有分項錄入后，智能合約達到觸發條件，自動產生學生的綜合評價考核結果。再如工資發放、課題費用結轉等財務事宜，也可開發相應的智能合約，只要達到觸發條件（例如提交發票清單、論文發表等）即可自動辦理。在此舉的例子比較簡單，相信隨著系統的實際部署與應用，會發現更為廣泛深入的智能合約應用場景。

4.共享教育資源，提高利用效率。

中國經濟與社會高速發展，畢業生面對的用人需求隨之不斷發生變化。為適應這一情況，高校必須經常改革或新增教學內容。為此，通常通過四種途徑實現：一是增設教學部門與崗位，這種方式教學效果最好，但成本最高;二是挖掘現有員工教學潛力，通過一定的培訓達到上崗要求，這種方式可以節約成本，但時效性差，而且會影響現有教學秩序;三是從外部臨時聘請人員，通過較少的費用支出快速實現教學目標，雖然該種方式缺乏系統性，不利于長遠人才培養，不失為一種靈活便捷的措施;四是以合作辦學的方式，發揮合作雙方教學與資源優勢，針對新的用人與教學需求，設置專職部門與人員，以相對較低的成本投入，獲得較高的產出效益（即培養出滿足社會新需求的畢業生）。上述四種方式各有優劣，相對而言，合作辦學方式適用性更強，投入產出比更高。為此，高?？梢栽诤献鲉挝辉O置區塊鏈系統節點，或者如果對方已上線區塊鏈系統，就可以以聯盟鏈形式互通雙方系統。在系統中及時準確獲取、記錄相關人員的教學、實習等詳細信息，及時更新合作項目進展。雙方管理層可以實時掌握合作項目進展情況。

四、結語

中國社會經濟快速發展，用人單位的用人需求不斷變化。在新形勢下高校教學與管理面臨一些問題。近年來區塊鏈技術不斷發展，基于其所具備的分布式對等結構、公開透明、信息不可篡改偽造、數據可追溯等技術特性與功能，區塊鏈技術已在眾多領域得到廣泛應用。將區塊鏈技術應用于高校教學與管理，可以全面掌握學生信息，真正打通校企合作渠道，優化學校管理，共享教育資源，提高工作效率。

參考文獻：

[1]林大雁.區塊鏈改變世界：步入區塊鏈+新時代[M].北京：中國紡織出版社，2019.

[2]畢偉，雷敏，賈曉蕓.區塊鏈導論[M].北京：北京郵電大學出版社，2019.

[3]朱建明.區塊鏈技術與應用[M].北京：機械工業出版社，2017.

[4]張世龍，齊琳.區塊鏈技術在推動高校教育變革中的應用[J].黑龍江科學，2019（5）.

[5]教育部.關于印發《教育信息化2.0行動計劃》的通知[EB/OL].（2018-04-18）.http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A16/s3342/201804/t20180425_334188.html.

[6]中共中央、國務院印發《中國教育現代化2035》[EB/OL].（2019-02-23）.http：//www.gov.cn/zhengce/2019-02/23/content_5367987.htm.